（2010•上海模拟）在光滑绝缘水平面上，一个电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的矩形金属框abcd以10m/s的初速度
（2010•上海模拟）在光滑绝缘水平面上，一个电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的矩形金属框abcd以10m/s的初速度滑进一匀强磁场，ab边长0.1m，如图所示为俯视图．匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，方向竖直向下，范围足够大．当金属框有一部分滑进磁场，产生了1.6J的热量时，对金属框施加一垂直于ab边的水平外力，使它开始做匀减速运动（计为t=0时刻），第3s末使金属框的速度变为零，此时cd边仍在磁场外．则t=1s时，水平外力F的大小是______N，t=2s时水平外力的方向是______． 
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解题思路：首先根据能量守恒求出金属框产生1.6J热量时的速度大小．此该以后线框做匀减速运动，由运动学公式可求得加速度，并能求出t=1s时的速度，根据安培力公式和牛顿第二定律求出外力F的大小．同理，确定出t=2s时外力F的方向．
设金属框产生1.6J热量时的速度大小为v1，根据能量守恒定律得：
Q=[1/2m
v20−
1
2m
v21]
其中 m=0.05kg，v0=10m/s，Q=1.6J代入解得，v1=6m/s
设匀减速运动的加速度大小为a，由v1-at=0得
a=
v1
t=[6/3]=2m/s2
则t=1s时速度为v2=v1-at=6-2×1=4m/s
设此时外力F的大小为F，方向水平向右，则有
B2L2v2
R-F=ma
解得，F=0
t=2s时速度为v3=v1-at=6-2×2=2m/s
设此时外力F的大小为F′，方向水平向右，则有
B2L2v3
R-F′=ma
解得，F′=-0.05N，说明外力F方向水平向左．
故答案为：0，水平向左
点评：
本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；左手定则；电磁感应中的能量转化．
考点点评： 本题是能量守恒定律、牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，要掌握安培力的表达式F=B2L2vR，采用假设法求解．
1年前
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